Desde un punto de vista práctico, garantizar la dureza de los materiales es un punto fundamental de control de calidad. Si bien los métodos de prueba establecidos tienen su utilidad, el método de impedancia de contacto ultrasónica ofrece una flexibilidad y eficiencia operativas difíciles de ignorar.
Hemos visto diversos instrumentos, y esta solución demuestra constantemente su valor. Para cualquier aplicación que requiera una evaluación no destructiva, hemos comprobado que este enfoque es excepcionalmente eficaz.
Comprensión del principio del probador de dureza UCI
La idea detrás del principio del durómetro UCI es sorprendentemente directa. Funciona con una pequeña varilla con una punta de diamante Vickers en su extremo, que vibra a una alta frecuencia ultrasónica.
Al aplicar esta punta de diamante al material de prueba con una fuerza específica, la frecuencia vibratoria de la varilla se altera. Este cambio de frecuencia está directamente relacionado con el área de contacto, que a su vez depende de la dureza del material (Kleesattel, 1970; Gladwell, 1968; Schiller y Halim, 1990; Burik y Pešek, 2014).
El instrumento detecta esta mínima alteración y calcula el valor, proporcionando una lectura directa de la dureza mediante la conversión del cambio de frecuencia mediante fórmulas de calibración (Schiller y Halim, 1990; Junek et al., 2017). Este principio fundamental del durómetro UCI es lo que demuestra su fiabilidad en el campo.
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Ventajas clave de la UCI en un entorno laboral
La verdadera fortaleza del método UCI para ensayos de dureza se hace evidente al comprobar su rendimiento en la práctica. Hemos visto a nuestros clientes beneficiarse de diversas ventajas clave del método UCI .
Verdaderamente no destructivo: En nuestra opinión profesional, esta es su principal ventaja. La prueba produce una marca tan pequeña que suele ser invisible sin aumento, lo que la hace perfecta para pruebas in situ (Gogolinskii et al., 2019). Los profesionales de los sectores automotriz y aeroespacial la valorarán.
Portabilidad real para trabajo de campo: Esta capacidad es una ventaja fundamental para el control de calidad in situ. La portabilidad de estos dispositivos portátiles permite a su equipo llevar el proceso de inspección directamente a la pieza de trabajo, lo que hace que el método UCI para pruebas de dureza sea ideal para confirmar la dureza de las soldaduras de tuberías in situ (Frehner, 2017).
- Adaptable a geometrías complejas: Hemos observado que estos instrumentos ofrecen lecturas precisas en formas complejas y en piezas pequeñas o delgadas donde los métodos tradicionales no son aplicables (Fu y Li, 2015; Gogolinskii et al., 2019). Obtener un resultado fiable en estas áreas puede ser un reto constante con otras herramientas portátiles. El método también es mucho más rápido que muchas pruebas convencionales (Szilard, 1984).
Una comparación clara: dónde encaja el método de impedancia de contacto ultrasónico
Elegir el equipo de prueba adecuado requiere una visión clara de dónde una tecnología ofrece el mejor rendimiento. Creemos que nuestro papel es ayudarle a elegir la opción más adecuada para su aplicación.
Junto a Leeb y probadores de sobremesa
A menudo recibimos preguntas que comparan este instrumento con los probadores Leeb. Los instrumentos Leeb son excelentes para componentes muy grandes y de grano grueso.
Sin embargo, el método de impedancia de contacto ultrasónica ofrece una clara ventaja para materiales más delgados (hasta 2-3 mm) y para piezas con formas más complejas. Y aunque una unidad de sobremesa tradicional es un referente de precisión, su uso se limita al laboratorio.
Este método ofrece resultados muy cercanos a los estándares de laboratorio, justo donde los necesita.
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Consideraciones clave de aplicación
Creemos en la transparencia: este método ofrece las condiciones ideales para su uso. Proporciona lecturas más precisas en materiales con una estructura uniforme y de grano fino.
Para componentes con un grano muy grueso, un instrumento Leeb puede proporcionar un valor de dureza aparente más representativo.
Reconocer estos detalles es esencial para lograr resultados de pruebas confiables.
Guía para elegir un probador de dureza ultrasónico
Seleccionar el instrumento correcto es el paso más importante. El proceso de elección de un durómetro ultrasónico se basa en una evaluación detallada de su escenario de prueba específico. Guiamos a nuestros clientes en este proceso, centrándonos en los detalles del trabajo.
Materiales y geometría de la pieza
En primer lugar, considere los materiales con los que trabaja con más frecuencia. La calibración de materiales con módulos elásticos variables es importante para obtener resultados fiables (Junek et al., 2017; Burik y Pešek, 2014).
Por ejemplo, un cliente de la cadena de suministro automotriz necesitaba verificar la dureza de la caja en la raíz de un diente de engranaje. Para un desafío como este, nuestro durómetro ultrasónico de sonda alargada UCI-3300C fue la solución ideal. Su sonda especializada está diseñada para estas zonas de difícil acceso.
Estado de la superficie de sus piezas
La sonda UCI necesita un contacto limpio y directo para funcionar correctamente. Una superficie rectificada o mecanizada es perfecta.
El rendimiento del probador puede verse influenciado por condiciones experimentales como el espesor de la muestra y los recubrimientos de la superficie, por lo que un proceso de preparación consistente es clave (Gogolinskii et al., 2019; Burik & Pešek, 2014).
Trabajamos con una fundición que simplemente integró un paso de pulido rápido y localizado para crear una almohadilla pequeña y suave para realizar pruebas.
Sonda manual versus sonda motorizada
También debe sopesar las ventajas de una sonda manual frente a una motorizada. Para el trabajo de campo, una sonda manual como la de nuestro popular durómetro ultrasónico portátil UCI-3000H ofrece gran flexibilidad.
Sin embargo, para un cliente con una línea de fabricación de tres turnos, la consistencia era la máxima prioridad. Eligieron la UCI-3000M con su sonda motorizada.
Los probadores modernos con sensores de carga integrados ofrecen una precisión mejorada y una menor dependencia del usuario, lo que constituye un beneficio importante en un entorno de múltiples operadores (Frehner et al., 2017; Frehner, 2017).
Recopilación de datos y versatilidad
Finalmente, piense en sus necesidades operativas. Un taller de fabricación que trabaja con una gran variedad de piezas necesitaba una sola herramienta para todo.
Para ellos, el durómetro Dynasonic Leeb/Usonic UCI-4000 era la solución perfecta. Combina los métodos UCI y Leeb, lo que les permite utilizar el mejor enfoque para cualquier trabajo.
Además, su registro de datos exhaustivo fue esencial para sus certificaciones de calidad.
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Qualitest: Su socio en pruebas de dureza
En Qualitest, entendemos que usted depende de mediciones de dureza precisas y repetibles.
Nuestra selección de probadores de dureza portátiles ultrasónicos , todos basados en el avanzado método de impedancia de contacto ultrasónica , le brinda una manera rentable de mantener sus estándares de calidad.
Le invitamos a explorar nuestra colección y descubrir cómo pueden mejorar su flujo de trabajo de control de calidad. Visite nuestra página de productos para conocer los detalles.
Permítanos ayudarle con el proceso de elección de un probador de dureza ultrasónico que tenga la configuración ideal para su operación.
Referencias
- Kleesattel, C. (1970). Medidor de impedancia de contacto. Parte IV. Ultrasonidos, 8, 39-48. https://doi.org/10.1016/0041-624x(70)90799-7
Junek, M., Janovec, J. y Ducháček, P. (2017). Dependencia de la dureza por impedancia de contacto ultrasónica con el módulo de elasticidad de Young de aceros resistentes a la fluencia. **, 6, 27-32. https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v6i1.325
Gogolinskii, K., Syasko, V., Umanskii, A., Nikazov, A. y Bobkova, T. (2019). Mediciones de propiedades mecánicas con durómetros portátiles: ventajas, limitaciones y perspectivas. Journal of Physics: Conference Series, 1384. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1384/1/012012
- Szilard, J. (1984). Pruebas de dureza más rápidas y sencillas mediante ultrasonidos. Ultrasonics, 22, 174-178. https://doi.org/10.1016/0041-624x(84)90033-7
Frehner, C., Mennicke, R., Gattiker, F. y Chai, D. (2017). Avances en las pruebas de dureza por impedancia de contacto ultrasónica (UCI) basadas en la monitorización continua de la carga durante el proceso de indentación y sus beneficios prácticos. **.
Gladwell, G. (1968). Cálculo de impedancias mecánicas relacionadas con un indentador que vibra sobre la superficie de un cuerpo elástico semiinfinito. Journal of Sound and Vibration, 8, 215-228. https://doi.org/10.1016/0022-460x(68)90228-9
Frehner, C. (2017). NUEVA GENERACIÓN DE SONDAS UCI CON DETECCIÓN DE CARGA PRECISA: RESUMEN Y BENEFICIOS PRÁCTICOS. **.
Fu, J. y Li, F. (2015). Durómetro de tipo dedo basado en la impedancia electromecánica de contacto de un voladizo bimorfo piezoeléctrico. The Review of Scientific Instruments, 86/10, 103902. https://doi.org/10.1063/1.4932186
Schiller, J. y Halim, A. (1990). Método para medir la dureza o las propiedades elásticas de los materiales sometidos a carga mediante el método de impedancia de contacto ultrasónica.
Burik, P. y Pešek, L. (2014). Efecto de factores experimentales en la medición de dureza mediante la técnica UCI. Materials Science Forum, 782, 61-64. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.782.61
